DEPARTAMENTO DE TECNOLOGIA DE ALIMENTOS MESTRADO EM TECNOLOGIA DE ALIMENTOS
OBTENÇÃO DE SUCO CLARIFICADO DE AÇAÍ (Euterpe
oleracea
Mart
.) COM UTILIZAÇÃO DE PECTINASE E
QUITOSANA
Leiliane Teles César
Orientadora: Prof
a. Dra. Isabella Montenegro Brasil
FORTALEZA-CEARÁ
OBTENÇÃO DE SUCO CLARIFICADO DE AÇAÍ
(Euterpe
oleracea
Mart.
)
COM UTILIZAÇÃO DE PECTINASE E
QUITOSANA
Orientadora: Prof
a. Dra. Isabella Montenegro Brasil
FORTALEZA-CEARÁ
2007
A citação de qualquer trecho desta Dissertação é permitida desde que seja feita em conformidade com as normas de ética científica.
Dissertação Aprovada em 15/03/2007
___________________________________
Leiliane Teles César
BANCA EXAMINADORA:
__________________________________________ Profa. Dra. Isabella Montenegro Brasil
Orientadora
_________________________________________ Prof. Dr. Geraldo Arraes Maia
Co-orientador
_________________________________________ Prof. Dr. Raimundo Wilane de Figueiredo
Membro da Banca
_________________________________________ Prof. Dr. Jorge Fernando Fuentes Zapata
Membro da Banca
_________________________________________
Profa. Dra. Maria Raquel Alcântara de Miranda
C421o César, Leiliane Teles
Obtenção de suco clarificado de açaí (Euterpe oleracea
Mart.) com utilização de pectinase e quitosana/ Leiliane Teles César. – Fortaleza: {s.n.}, 2007.
95f.: il.
Dissertação (Mestrado) – Universidade Federal do Ceará, Departamento de Tecnologia de Alimentos.
Orientadora: Profª Dra Isabella Montenegro Brasil
1. Açaí (Euterpe oleracea Mart.) - Suco. 2. Açaí -
Maríula César Teles, pelo amor incondicional durante toda a minha vida. Devo a eles tudo o que sou.
Ao meu Marido Eric, por todo o amor e compreensão.
Aos meus queridos irmãos Leila, Fabiane e Márcio, pelo incentivo e carinho.
A Deus, minha gratidão pela força e saúde não apenas nessa, mas em todas as fases da minha vida.
À Universidade Federal do Ceará, que possibilitou minha vida universitária com muita qualidade durante a graduação e pós-graduação, e a todos os professores e funcionários do Departamento de Tecnologia de Alimentos, onde realizei estes cursos.
À profª. Dra. Isabella Montenegro Brasil pela sua dedicação ao trabalho de orientação com segurança e eficiência, compreensão, consideração e total apoio. Sua contribuição para minha formação acadêmica e profissional é incalculável.
Ao Prof. Dr. Geraldo Arraes Maia pela co-orientação, atenção e sugestões na realização dessa pesquisa.
Ao Prof. Dr. Raimundo Wilane de Figueiredo pela consideração, entusiasmo e pronta ajuda.
Ao Dr. Paulo Henrique Machado pela amizade e imensa colaboração nas análises dos dados.
Aquelas que foram as minhas primeiras orientadoras na graduação, Profª. Dra. Maria da Guia Silva Lima e Profª. Dra. Dirce Fernandes de Melo, obrigada pela confiança depositada em mim e pelos valiosos conselhos.
Gostaria de agradecer em especial a Érika Freitas Mota, minha Amiga e co-orientadora na graduação, que muito contribuiu no início minha vida acadêmica de forma ética e com dedicação aos trabalhos científicos, com ela aprendi muito do que sei hoje, muito obrigada!
As amigas do Curso de Mestrado pelos momentos agradáveis de convivência, aprendizado e amizade, Aline, Gerusa, Ana Maria, Clarice, Silvana, Anita, Mariza, Marcela e Deuzenir.
Aos colegas do Laboratório de Frutos Tropicais da Universidade Federal do Ceará pela contribuição durante os experimentos e palavras de conforto, Anália, Virlane, Giovana, Valquíria, Tatiane, Vandira, D. Hilda, Marina, Armando e em especial a Amiga Andréa por todo o apoio.
Ao Prof. Jorge Fernando Fuentes Zapata pela disponibilidade do laboratório de carnes para a realização de análises. Agradeço também aos funcionários desse laboratório, Luís e Rose pela atenção.
Ao Paulo, secretário do Curso de Mestrado, pela dedicação e presteza com que realiza seu trabalho.
A Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES), pelo apoio financeiro no decorrer do curso.
Aos familiares e amigos pela compreensão, paciência, incentivo e força que me dedicaram durante esses meses.
fitoquímicos antioxidantes e sua relevante capacidade de aproveitamento industrial, tem atraído um grande interesse nas indústrias de processamento de suco de frutas tropicais, passando a ter importância econômica em várias regiões do Brasil, além da região Amazônica. A aceitação de sucos tropicais no mercado internacional requer melhoria nas técnicas de processamento, tais como inclusão da etapa de clarificação, resultando em matéria-prima de alta qualidade para execução dos processos de concentração, para fabricação de produtos como “coolers”, vinhos, refrigerantes e outros. A tecnologia de clarificação do suco tropical de açaí através da remoção de lipídios e sólidos insolúveis é um dos métodos de otimização das propriedades sensoriais e de aceitabilidade mercadológica. Para realização deste estudo, utilizou-se como matéria-prima polpa de açaí tipo C proveniente do comércio local de Fortaleza (Ceará-Brasil). O objetivo deste trabalho foi a obtenção do suco clarificado de açaí, utilizando como agentes clarificantes pectinases e quitosana. A primeira etapa da pesquisa consistiu de estudos sobre a concentração ideal de pectinase para a despectinização da polpa. Foram utilizados cinco lotes de 100 mL de polpa com concentração da enzima variando de 0,01 a 0,2 % (v/v) mantidos a uma temperatura de 45 + 5°C, conservando o pH natural da polpa (em torno d e 4,0). A cada 15 min eram removidas amostras de 10 mL de polpa e efetuada uma inativação enzimática (90°C/10 min) sendo em seguid a feita a “Prova do álcool” para detecção da ausência de pectina. Definidos os parâmetros de tempo e concentração enzimática, procedeu-se à etapa de clarificação. Foi preparado um suco com 30 % (v/v) de polpa tratada enzimaticamente sendo em seguida filtrado. Seis lotes de 50 mL de suco despectinizado foram adicionados de concentrações crescentes de solução de quitosana 4 %, variando-se de 100 a 900 mg. A cada 30 min foi realizada uma filtração para a definição da concentração ideal da quitosana baseando-se nas análises da luminosidade, turbidez e no teste de “Excesso e insuficiência de clarificação”. Uma vez definidos os parâmetros de concentração de pectinase e quitosana para obtenção do suco clarificado, foi realizada uma caracterização físico-química e físico-química do suco clarificado obtido, bem como da polpa e do suco tropical para efeitos comparativos. Ocorreu diferença significativa ao nível de 5 % de significância entre as diferentes concentrações de quitosana e tempo de floculação, bem como nas características físico-químicas e químicas da polpa e suco de açaí (tropical e clarificado). Autilização de pectinases como coadjuvantes do processo de clarificação associada à quitosana para a remoção de sólidos em suspensão do suco tropical de açaí, mostrou-se satisfatória uma vez que ocorreu uma significativa redução da turbidez e aumento de luminosidade.
Açaí (Euterpe oleracea Mart.) for its undeniable potential as natural source of antioxidants and its excellent capacity of industrial exploitation, has attracted a great interest in the industries of tropical fruit juice processing, starting to acquire importance in some regions of Brazil, beyond the Amazon region. The tropical juice acceptance in the international market requires improvement in the processing techniques, such as inclusion of the clarification stage, resulting in a product of high quality for execution of the concentration processes, for manufacture of products as coolers, wines, fresh drinks and others. The technology of clarification of açaí tropical juice through the removal of lipids and insoluble solids is one of the methods for improvement of the sensorial properties and marketing acceptability. For accomplishment this study, type C açaí pulp from the local market of Fortaleza (Ceará-Brazil) was used as raw material. The purpose of this work was to obtain the clarified açaí tropical fruit juice using as clarified aids pectinases and chitosan. The first stage of this research is to achieve the optimum concentration of pectinase for pulp despectinization. Five batches of 100 mL of açaí pulp were treated with 0.01 to 0,2% (v/v) of pectinase, kept to a temperature of 45 + 5°C, keeping the natural pH of the pulp (around 4.0). To each 15min was removed samples of 10 mL of pulp and the enzymatic inativation was performed at 90°C during 10 min and after that made the “Test of the alcohol” for detection of the pectin absence. Once established the parameters of time and enzymatic concentration the clarification process was followed. A juice with 30% of treated pulp (v/v) was made and filtered afterwards. Six batches of 50 mL of treated juice were added of increasing concentrations of 4% chitosan solution raging from 100 to 900 mg. Each 30 min was made a filtration and samples were evaluated concerning to optimum chitosan concentration based on luminosity, turbity and the test of “Excess and insufficience of clarification”. Once choosed the pectin and chitosan concentrations the clarified açaí tropical fruit juice was processed. It was carried out a physico-chemistry and chemical characterization of clarified juice, as well as pulp and the tropical juice for comparative effect. Significant difference at a level of 5% occurred between the different concentrations of chitosan and flocculation time, as well as in the physico-chemistry and chemical characteristics of the pulp, tropical and açaí clarified tropical fruit juice. The use of pectinases as aids in clarification process associated to chitosan for suspensed solids removal in açaí tropical fruit showed satisfactory once occurred a significant reduction of turbidity and increase of luminosity.
Key-words: Euterpe oleracea, açaí, tropical juice, clarification, pectinases, chitosan.
Página TABELA - 1 Composição química e valor energético da polpa e da bebida
açaí ...
12
25 TABELA 2 - Principais fontes naturais de quitina e quitosana ... 41 TABELA 3 - Características físico-químicas gerais da quitosana ... 42 TABELA 4 - Resultados obtidos da “prova do álcool” na polpa de açaí
(Euterpe oleracea Mart.) tratada com pectinase ...
40
54 TABELA 5- Interação entre a concentração de quitosana e o tempo de
floculação em função da tubidez e luminosidade ...
42
56 TABELA 6 - Resultado da “Prova de insuficiência e excesso de clarificação”
no processo de clarificação do suco de açaí ...
45
59 TABELA 7 - Análise de variância (ANOVA) – Acidez titulável, pH, teor de
sólidos solúveis totais (SST), vitamina C, antocianinas totais, luminosidade, açúcares redutores (AR), açúcares não-redutores (ANR), açúcares totais (AT), lipídios totais, proteínas e amido, da polpa e do suco de açaí (tropical e clarificado) ...
48
62 TABELA 8 - Médias dos resultados das análises químicas e físico-químicas
da polpa e do suco de açaí (tropical e clarificado) ...
49
Página FIGURA 1 - Estrutura molecular da quitosana ... 40 FIGURA 2 - Variações dos valores de turbidez do suco clarificado de açaí
submetido a concentrações crescentes de solução de quitosana 4% (0 – 900 mg/50 mL) em diferentes tempos de floculação ...
43
57 FIGURA 3 - Variações na luminosidade de suco clarificado de açaí submetido a
concentrações crescentes de solução de quitosana a 4% (0 - 900 mg/50 mL) em diferentes tempos de floculação ...
46
60 FIGURA 4 - Médias dos valores de acidez na polpa e suco de açaí tropical e
clarificado...
50
64 FIGURA 5 - Médias dos valores de pH na polpa e suco de açaí tropical e
clarificado...
51
65 FIGURA 6 - Médias dos valores de sólidos solúveis totais na polpa e suco de
açaí tropical e clarificado ...
53
67 FIGURA 7 - Médias dos valores de vitamina C na polpa e suco de açaí tropical
e clarificado ...
54
68 FIGURA 8 - Médias dos valores de antocianinas totais na polpa e suco de açaí
tropical e clarificado ...
55
69 FIGURA 9 - Médias dos valores de luminosidade na polpa e suco de açaí
tropical e clarificado ...
57
71 FIGURA 10- Médias dos valores de açúcares redutores na polpa e sucos de
açaí tropical e clarificado ...
58
72 FIGURA 11- Médias dos valores de açúcares não redutores na polpa e suco de
açaí tropical e clarificado ...
59
73 FIGURA 12- Médias dos valores de açúcares totais na polpa e suco de açaí
tropical e clarificado ...
60
FIGURA 14- Médias dos valores de proteínas na polpa e suco de açaí tropical e clarificado ...
62
Página
1 INTRODUÇÃO ... 14
2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA ... 20
2.1 Açaí (Euterpe oleracea Mart.) ... 20
2.1.1 Características botânicas ... 20
2.1.2 Distribuição geográfica ... 22
2.1.3 Composição química e valor nutricional ... 24
2.2 A bebida açaí ... 31
2.3 Suco tropical de açaí ... 33
2.4 Aplicação industrial de pectinases no processo de clarificação de suco de fruta ... 35
2.5 Agentes clarificantes na indústria de processamento de suco de fruta ... 39
2.5.1 O uso da quitosana na indústria de alimentos ... 40
3 MATERIAL E MÉTODOS ... 46
3.1 Material ... 46
3.1.1 Matéria-prima ... 46
3.1.2 Reagentes analíticos ... 46
3.1.3 Agentes clarificantes ... 46
3.2 Metodologia ... 47
3.2.1 Processamento do suco tropical de açaí ... 47
3.2.3 Análises instrumentais ... 49
3.2.3.1 Turbidez ... 49
3.2.3.2 Luminosidade ... 50
3.2.4 Determinações físico-químicas e químicas ... 50
3.2.4.1 Acidez titulável ... 50
3.2.4.2 pH ... 50
3.2.4.3 Sólidos solúveis totais ... 50
3.2.4.4 Vitamina C ... 50
3.2.4.5 Açúcares redutores ... 51
3.2.4.6 Açúcares não-redutores ... 51
3.2.4.7 Açúcares totais ... 51
3.2.4.8 Antocianinas totais ... 51
3.2.4.9 Lipídios totais ... 51
3.2.4.10 Proteínas ... 52
3.2.4.11 Amido ... 52
3.2.5 Estatística ... 52
4 RESULTADOS E DISCUSSÃO ... 54
4.1 Avaliação da concentração enzimática ideal para a despectinização da polpa de açaí (Euterpe oleracea Mart.) ... 54
4.3.1 Acidez titulável ... 64
4.3.2 pH ... 65
4.3.3 Sólidos solúveis totais ... 66
4.3.4 Vitamina C ... 67
4.3.5 Antocianinas totais ... 69
4.3.6 Luminosidade ... 71
4.3.7 Açúcares redutores ... 71
4.3.8 Açúcares não-redutores ... 72
4.3.9 Açúcares totais ... 73
4.3.10 Lipídios totais ... 74
4.3.11 Proteínas ... 76
4.3.12 Amido ... 77
5 CONCLUSÕES ... 79
1 INTRODUÇÃO
De acordo com relatório de 2006 da Organização das Nações Unidas
para Agricultura e Alimentação (FAO), a superfície total explorada para a produção
de frutas em 2005 atingiu 2,5 milhões de hectares. Destes, foram destinados
aproximadamente 808,3 mil hectares às laranjas e 494,5 mil hectares às bananas, o
que representa mais da metade de toda a área de cultivo (FAO, 2006).
A produção brasileira de frutas é de 39 milhões de toneladas, cujo valor
bruto situa-se entre US$ 5,4 e 5,8 bilhões, sendo prioritariamente destinada a suprir
o mercado interno. Deste total, apenas 2,3% da colheita é exportado, o que
corresponde a 827.708 toneladas. Contudo, a cultura exportadora do setor caminha
a passos largos. Por sua localização geográfica privilegiada, o Brasil consegue
produzir praticamente todos os tipos e espécies de frutas, o que abre possibilidades
quase ilimitadas de atuação (ANUÁRIO, 2006).
A demanda pelo consumo de alimentos seguros e funcionais tem
aumentado continuamente, tal fato contribui para o aumento do consumo de sucos
de fruta e bebidas derivadas (VERA et al., 2007).
Tradicionalmente, os sucos de laranja, uva, tomate e blends são muito
consumidos em países desenvolvidos. Atualmente, outros tipos de sucos,
especialmente os tropicais exóticos e seus produtos derivados estão atraindo nova
atenção no mercado internacional (ABDULLAH et al., 2007).
Os frutos tropicais exóticos despontam como potencialmente atrativos
pela diversidade de aromas e “flavor” além do valor nutricional (ALIMENTOS
O açaizeiro (Euterpe oleracea Mart.) é uma palmácea amplamente
distribuída nas planícies estuarinas da região Amazônica. Seus frutos, referidos
como açaí, são de forma arredondada e de coloração púrpura escura medindo de 1
a 1,4 cm de diâmetro. A polpa destes frutos é comumente macerada com água para
produzir uma bebida arroxeada de textura cremosa e aparência oleosa, com “flavor”
característico (PACHECO -PALENCIA et al., 2006).
Desta palmácea existem vários estudos do seu palmito, mas poucas
publicações são dedicadas ao fruto do açaizeiro (BOBBIO, 2000).
Considerável interesse tem sido gerado neste fruto devido ao seu alto
conteúdo em antocianinas e capacidade antioxidante e suas benéficas implicações
relacionadas ao seu consumo (GALLORI et al., 2004; COISSON et al., 2005).
O Brasil é o único produtor de açaí do mundo e, em 2002, exportou
12.291 toneladas de polpa congelada e pasteurizada, segundo dados da pesquisa
“Mercado e comercialização de produtos do açaí”. Os Estados Unidos se destacam
na lista de importadores, seguidos por França, Japão, Coréia do Sul e Holanda.
Outros interessados são a China e Israel. Apesar disso, a principal frente de
consumo continua sendo o mercado interno. Rio de Janeiro, São Paulo e Minas
Gerais lideram as compras (RIGON, 2005).
O extrato aquoso produzido da polpa dos frutos do açaizeiro é largamente
consumido especialmente na região Norte do país. No Estado do Pará as pessoas
consomem o produto puro, com farinha ou peixe, em outros lugares a preferência é
pela polpa e pela combinação com outras frutas ou produtos energéticos. O
nas formas congelada, pasteurizada e misturada com guaraná. Há ainda as
variações em pó, suco in natura, suco concentrado, vinho, néctar, licor caseiro,
geléia e bebidas energéticas (RIGON, 2005).
Fruta típica dos paraenses, o açaí passou a ser conhecido como fonte
natural de energia devido ao seu elevado teor de amido e lipídio e tem se destacado
como o acompanhante perfeito dos freqüentadores de academias de ginástica
(MOURA et al., 2000). Entre os atributos nutritivos está o elevado teor de
antocianinas, que além de corantes naturais (COISSON et al., 2005) são compostos
de alta capacidade antioxidante (GALLORI et al., 2004; COISSON et al., 2005).
Também é rico em ferro, fibras e gordura polinsaturada (RIGON, 2005).
Devido à alta perecibilidade do açaí, seu consumo e comercialização têm
sido restritos a nível regional no Brasil. Entretanto, o aumento do interesse
internacional e a expansão de sua distribuição tornaram a polpa e vários outros
produtos derivados deste fruto altamente avaliáveis para o público geral.
Considerável interesse tem sido gerado pelo mercado internacional devido a sua
elevada capacidade antioxidante, além de implicações favoráveis relacionadas à
saúde devido ao seu consumo (LICHTENTHALER et al., 2005; DEL POZO et al.,
2006). Entretanto, pouco estudo tem sido conduzido sobre a descrição das
propriedades químicas do açaí ou produtos derivados (BOBBIO et al., 2000;
BOBBIO et al., 2002; ARAUJO et al., 2004; DEL POZO et al., 2004; COISSON et al.,
2005; LICHTENTHALER et al., 2005).
Com relação a suco de fruta, a demanda do mercado internacional é por
suco clarificado. Numerosas operações têm que ser realizadas para converter o
vinhos e derivados, não são somente mais atrativos na aparência, mas a remoção
do material suspenso também elimina uma das causas de mudanças indesejáveis
de “flavor” além de aumentar a estabilidade (VAILLANT et al., 2005).
A tecnologia de clarificação do suco tropical de açaí através da remoção
de lipídios e sólidos insolúveis é um dos métodos de otimização das propriedades
sensoriais e de aceitabilidade mercadológica (PACHECO-PALENCIA et al., 2006).
Conforme Teles (1997), a aceitação de sucos tropicais no mercado
internacional requer melhoria nas técnicas de processamento, tais como inclusão da
etapa de clarificação, resultando em matéria-prima de alta qualidade para execução
dos processos de concentração, para fabricação de produtos como “coolers”, vinhos,
refrigerantes e outros.
O suco de fruta contém colóides que são principalmente polissacarídeos
(pectina, celulose, hemicelulose, lignina e amido), proteína, tanino e metais
(VAILLANT et al., 2005). Um dos principais problemas encontrados na preparação
de suco de fruta é a viscosidade devido principalmente à presença das pectinas. As
pectinas podem estar associadas com polímeros vegetais e debris celulares
dificultando a extração do suco, exceto por despectinização enzimática (ABDULLAH
et al., 2007).
A clarificação é uma importante etapa no processamento de suco de fruta
e pode ser realizada por processo de microfiltração, tratamento enzimático ou
através do uso de agentes clarificantes tais como gelatina, betonita, sílica sol,
pilivinilpirrolidona (PVP) ou por combinação de agentes fining (CHATTERJEE et al.,
As enzimas pectinolíticas e amilolíticas constituem, na atualidade,
componentes importantes de toda a tecnologia de sucos de frutas, por exercerem
uma contribuição essencial para o rápido desenvolvimento e maior rendimento do
processo de clarificação, bem como para a otimização dos processos de filtração e
concentração (ABDULLAH et al., 2007).
As pectinases hidrolisam a pectina propiciando a floculação do complexo
pectina-proteína. O suco resultante do tratamento enzimático é de baixa
concentração de pectina e viscosidade que tornará o processo de filtração mais
vantajoso (SIN et al., 2006).
Existem muitos estudos relacionados com a otimização do tratamento
enzimático para o processo de clarificação efetiva de sucos de fruta, sendo
reportados especialmente para os sucos tropicais (GRASSIN e FAUQUEMBERGUE,
1996; ALVAREZ et al., 1998; KASHYAP et al., 2001; RAI et al., 2004; LEE, et al.,
2006; SIN et al., 2006; ABDULLAH et al, 2007).
De acordo com Chatterjee et al. (2004) a quitosana, um produto derivado
da quitina, carboidrato complexo encontrado nas carapaças de crustáceos, sendo
não tóxica, de biocompatibilidade, biodegradável e de grande abundância na
biosfera, pode ser utilizada como um agente coadjuvante alternativo para o processo
de clarificação de sucos de fruta.
A quitosana (quitina desacetilada, poli β(1-4) N-acetil-glicosamina), sendo
de natureza policatiônica, tem sido usada como um agente quelante eficaz em
Chatterjee et al. (2004) utilizaram solução de quitosana 2% para clarificação de
diferentes tipos de sucos de fruta, resultando em eficiência do processo.
Diante deste contexto, é imprescindível a investigação sobre diferentes
processos tecnológicos que proporcionem sucos de frutas tropicais de bom aspecto
e dentro dos padrões de qualidade estabelecidos pela legislação. Deste modo, o
objetivo do presente trabalho foi o desenvolvimento de um novo produto de açaí, o
suco tropical clarificado, obtido através de uma tecnologia de clarificação utilizando
pectinases e quitosana como agentes clarificantes. As características
físico-químicas e físico-químicas da polpa, suco tropical e do produto elaborado foram também
2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
2.1 Açaí (Euterpe oleracea Mart.)
2.1.1 Características botânicas
A espécie é uma palmeira multicaule da família Araceacea com até 25
estipes por touceira. Os estipes, nos indivíduos adultos, apresentam altura e
diâmetro variando entre 3 e 20 m e entre 7 e 18 cm, respectivamente. Cada estipe
sustenta, em sua porção terminal, um conjunto de 8 a 14 folhas compostas, pinadas
e de arranjo espiralado, com 40 a 80 pares de folíolos, opostos ou subopostos
(ROGEZ, 2000).
A inflorescência do açaizeiro é infrafoliar e disposta quase
horizontalmente. Nos dois primeiros terços de cada ráquila, as flores estão dispostas
em tríades, com cada flor feminina ladeada por duas flores masculinas. No terço
terminal das ráquilas encontram-se, normalmente, somente flores masculinas. As
inflorescências apresentam, em média, 80,5% de flores masculinas e 19,5% de
flores femininas (ROGEZ, 2000).
O fruto é uma drupa séssil, de forma globulosa, arredondada,
apresentando resíduos florais, com diâmetro variando entre 1 a 2 cm e um peso
médio de 0,8 a 2,3 g. O epicarpo, nos frutos maduros, apresenta coloração
violáceo–púrpura arroxeada quase negro e muito fino. O mesocarpo, comestível, é
polposo e delgado apresentando apenas 5 a 15% de volume do fruto, com essa
porcentagem variando segundo a variedade e o grau de maturidade do fruto, com
espessura quase sempre igual ou inferior a 2 mm. O mesocarpo é a parte mais
líquido espesso conhecido como "vinho de açaí", amplamente consumido na
Amazônia brasileira em todos os níveis sócio-econômicos da população (CASTRO,
1992).
O epicarpo é parcialmente fibroso, rico em sílica e pobre em lipídios,
proteínas e amido. O endocarpo é pouco lenhoso e seu endosperma é ligado ao
tegumento. Na maturidade, o endosperma é rico em celulose, hemicelulose e cristais
de inulina e em lipídios. O embrião é pequeno, com um cotilédone rico em grãos de
amido e pobre em cristais de inulina. Os dois tipos mais comuns são: o açaí roxo,
também denominado de açaí preto e o açaí branco. O primeiro apresenta frutos com
coloração arroxeada, quase preta, quando completamente maduros, no segundo
tipo, a coloração dos frutos, mesmo quando completamente maduros, é verde, no
caso das variedades Verde e Tinga (ALVES e DEMATTÊ, 1987).
Não existem variedades nem clones de açaizeiro devidamente
caracterizados e avaliados. Nas populações naturais e nos pomares encontram-se
diversos tipos que se distinguem entre si pelas características de cor e tamanho dos
frutos, tamanho dos cachos, disposição das ráquilas, diâmetro dos estipes, número
de estipes por touceira, entre outras (ROGEZ, 2000).
O açaizeiro inicia seu ciclo de produção três anos e meio a quatro anos
após o plantio. Os primeiros cachos produzidos são pequenos, raramente com peso
superior a 5,0 kg. Dependendo das práticas de cultivo e de manejo adotados no
pomar, a produtividade varia bastante. Em pomares bem conduzidos, é possível
obter produtividade de até 20 toneladas de frutos por hectare, quando as plantas
2.1.2 Distribuição geográfica
O açaizeiro tem como centro de origem a Amazônia Oriental Brasileira,
mais precisamente a região do estuário do Rio Amazonas. No estuário do grande rio,
são encontradas densas e diversificadas populações naturais, com variações bem
acentuadas no que concerne às características morfológicas, fenológicas,
fisiológicas e agronômicas das plantas. As variações encontradas dentro das
populações, normalmente, são mais expressivas que entre as populações (ROGEZ,
2000).
No Brasil, ocorre em estado nativo no Pará, Amapá, Maranhão, Tocantins
e Mato Grosso. É também encontrado, espontaneamente, na Guiana Francesa,
Suriname, Venezuela, Panamá, Equador e Trinidad. Nesses países, a espécie é
pouco explorada, por ocorrer em baixa freqüência e com poucos indivíduos por
hectare (HENDERSON, 1995).
O Pará é responsável por 95% da produção nacional de açaí, o que
representou 257.282 toneladas em 2003, de acordo com o grupo de Coordenação
de Estatísticas Agropecuárias do Pará (GCEA-PA). Esse volume equivale a R$
103,046 milhões. O segundo maior produtor é o Amapá. Na região metropolitana de
Belém, o consumo de açaí é de 61,02 kg/hab/ano, totalizando 108,92 mil toneladas
anuais (RIGON, 2005).
A produção de açaí, na região de Belém, ocorre em todos os meses do
ano, sendo, no entanto, insignificante, no período compreendido entre janeiro e
julho. A safra se concentra no segundo semestre do ano, com maiores produções
produção de frutos se verifica nesses meses. Nas demais regiões produtoras do
Estado do Pará, o padrão de distribuição da produção é semelhante ao verificado
em Belém, com exceção de alguns municípios situados na microrregião de Breves
onde os picos de safra ocorrem, predominantemente, no primeiro semestre e a
estação de baixa produção de frutos, no segundo. Esse padrão de distribuição da
produção também é observado em alguns municípios do Estado do Amapá
(CASTRO, 1993).
Na Amazônia Brasileira, em particular nos Estados do Pará e Amapá, a
bebida açaí constitui-se em importante item da alimentação dos ribeirinhos e
também da população urbana. Nessa região, é consumido, na maioria dos casos, na
refeição principal, puro ou misturado com farinha de mandioca. Na região Norte do
Brasil a polpa de açaí é também empregada inclusive como ingrediente básico em
refrescos e sorvetes, engrossado com farinha d’água ou de tapioca, acompanhando
peixes, camarão seco, carnes, arroz e feijão (ROGEZ, 2000).
A espécie tipicamente tropical desenvolve-se melhor e apresenta maior
produtividade em locais com tipos climáticos quentes e úmidos e com precipitação
de chuvas superior a 1,800 mm bem distribuídas nos meses do ano. Não é indicado
o seu cultivo em áreas com temperaturas médias anuais inferiores a 21°C. Pode ser
cultivado tanto em solos de terra firme como em solos de várzea. A espécie dispõe
de mecanismos adaptativos para sobreviver em solos com baixa tensão de oxigênio,
no entanto, o seu cultivo em áreas permanentemente inundadas não é
recomendado, pois o crescimento da planta e a produção de frutos são bastante
2.1.3 Composição química e valor nutricional
O açaizeiro, Euterpe oleracea Mart. (Arecaceae), fornece dois importantes
produtos para a agroindústria da Amazônia Brasileira: o fruto e o palmito. O principal
produto oriundo do fruto é uma bebida de consistência pastosa, denominada de
açaí. A consistência pastosa da bebida é devido aos elevados teores de amido
(9,30%) e pectina (0,67%) (BOBBIO et al., 2000).
A proporção comestível dos frutos do açaizeiro é relativamente pequena,
pois ela representa apenas 6,7% (AGUIAR et al., 1980), 17% (CHAVES &
PECHNICK, 1948; ALLTMAN, 1956), 19,7% ou 12% do peso dos frutos (7,5% de
polpa realmente aproveitada e 4,5% de borra).
Estudos demonstram que o açaí é essencialmente energético
(CAVALCANTE, 1996; IBGE, 2001) com elevada concentração de fibra alimentar.
Entretanto, pouco trabalho existe em relação aos constituintes químicos
notadamente no que se refere à ácidos graxos, corantes e elementos minerais,
particularmente o ferro, uma vez que a literatura é escassa e os dados são pouco
confiáveis em função da compilação, quantidade de amostras utilizadas,
metodologias e variação em função do solo.
Segundo Mourão (2000) embora a polpa do açaí seja pobre em açúcares,
é rica em valor energético, devido ao alto teor de lipídios e amido. Destacam-se
também na polpa do açaí a acidez baixa e o elevado teor de compostos fenólicos,
boa parte deles associados a cor.
A Tabela 1 apresenta a composição química da porção industrializável
TABELA 1 - Composição química e valor energético da polpa e da bebida açaí
Geral
Variável
X S n
pH 5,23 0,27 129
Matéria graxa (%) 52,64 5,23 124
Mat. Nitrog. Total (%) 10,05 1,15 129
Glicose (%) 1,55 0,50 32
Frutose (%) 1,36 0,69 32
Sacarose (%) 0,05 0,09 32
Fibras (%) 25,22 6,71 14
Antocianinas (mg/kg frutos) 440 221 60
Cinzas totais (%) 3,09 0,84 127
Ca (g/kg M.S.) 3,09 1,04 127
P (g/kg M.S.) 1,47 0,52 127
Mg (g/kg M.S.) 1,78 0,53 127
K (g/kg M.S.) 9,90 3,37 127
Na (g/kg M.S.) 0,76 0,42 127
Zn (g/kg M.S.) 17,30 6,42 127
Cd (g/kg M.S.) 0,46 0,15 127
B (g/kg M.S.) 15,84 4,36 127
Fe (g/kg M.S.) 20,59 7,26 127
Mn (g/kg M.S.) 323 174 127
Cu (g/kg M.S.) 13,76 4,40 127
Ni (g/kg M.S.) 2,03 0,96 127
Vitamina C (mg/100g M.S.) 17 - 127
Vitamina B1 (mg/100g M.S.) 0,67 - 127 Vitamina B2 (mg/100g M.S.) 0,02 - 127 Vitamina B3 (mg/100g M.S.) 0,7 - 127
α -tocoferol (mg/100g M.S.) 45 - 127 Fonte: ROGEZ (2000)
O açaí é uma bebida pouco ácida, pois seu pH médio é de 5,23. As
variações de pH são relacionadas com as diferentes variedades e condições de
cultivo. De acordo com Rogez (2000), o pH aumenta sensivelmente com os meses
de coleta no período de safra.
O açaí é um alimento altamente calórico devido ao seu alto percentual em
matéria graxa, o principal componente do açaí em termos quantitativos (45,85% a
50,67% da matéria seca) (CAVALCANTE, 1996). O consumo diário de um litro de
açaí médio (mistura de água e polpa de açaí com teor de sólidos totais entre 11% e
14%) com 12,5% de matéria seca contém 65,8 g de lipídios, que correspondem a
66% na ingestão diária de lipídios requerida (100 g) (CNNB,1996). Essa quantidade
fornece 592 kcal das 657 kcal totais contidas em um litro de açaí médio, quer dizer,
mais de 20% da contribuição energética cotidiana para um homem adulto. Isso lhe
confere um valor energético comparável ao do leite integral de vaca (614 kcal/L)
(USDA,1998). Esse valor energético é parcialmente responsável pelo êxito do açaí
no meio dos desportistas. Os lipídios representam cerca de 90% das calorias
contidas dentro dessa bebida. Devido ao bom perfil lipídico desse fruto, o consumo
de açaí permite assegurar um melhor aproveitamento em ácidos graxos mono e poli
insaturados.
De acordo com o CNNB (1996) a espécie Euterpe oleracea apresenta um
perfil particularmente interessante do ponto de vista nutricional, comparável ao óleo
de oliva (50% de ácidos graxos mono insaturados, um máximo de 33% de saturados
e o restante de polinsaturados), o que lhe confere uma vantagem importante. Porém,
recomendação para adultos se estabelece a 0,5-1% da energia da dieta (1,6-3,3
g/dia).
Ao contrário, juntamente a esta qualidade nutricional, o alto teor em
ácidos graxos mono e poli insaturados implica na sua fácil oxidação.
A quantidade total de α-tocoferol presente no açaí é elevada (45 mg/100
g). Esse teor classifica o açaí como sendo uma excelente fonte de vitamina E
(CARIOCA et al., 2006).
Em comparação com outras frutas, o açaí apresenta um teor elevado em
proteína: o teor médio em matéria nitrogenada total é de 10,05% em relação à
matéria seca. Um litro de açaí médio contém 12,6 g de proteína, o que representa
25-30% da quantidade nutricional diária necessária (ROGEZ, 2000).
De acordo com o mesmo autor o perfil de aminoácidos do açaí é muito
semelhante ao do ovo, no qual o aminoácido limitante primário a metionina e o
limitante secundário é a lisina e tem excesso de fenilalanina e treonina.
O açaí apresenta o teor em glicídios assimiláveis (glicose, frutose e
sacarose) relativamente baixo quando comparados com os demais frutos tais como
abacaxi, pêra e banana. O teor médio é de 2,96% (Tabela 1). Portanto o açaí natural
não pode ser considerado como uma bebida energética de rápida assimilação
(ROGEZ, 2000).
Um litro de açaí médio contém em média 3,7 g de açúcares fornecendo
apenas 11 kcal. Por isso esse alimento pode ser recomendado para as pessoas
Análise dos açúcares do açaí por cromatografia líquida mostra a presença
de glicose e de frutose (1,55 e 1,36% respectivamente em relação à matéria seca).
A sacarose é quase ausente no produto (0,05% da massa seca) (ROGEZ, 2000).
A concentração em fibras alimentares totais é notavelmente elevada
(25,22% da matéria seca na média) (Tabela 1). É o segundo composto de maior
quantidade após os lipídios. Um litro de açaí médio contém 31,5 g de fibras
alimentares totais, o que corresponde a 90% da recomendação diária. Portanto o
açaí pode ser considerado como uma fonte excelente de fibras (ROGEZ, 2000).
A Tabela 1 apresenta os teores de vitamina encontrados no fruto do açaí.
De acordo com os dados da Tabela 1 pode-se considerar o fruto rico em vitamina E
(45 mg/100 g de matéria seca).
A vitamina B1 (0,25 mg/100 g de matéria seca) está, muitas vezes
presente em quantidades significativas nas plantas oleaginosas. Todavia, sendo de
1,3-1,5 mg as necessidades diárias para o adulto, o açaí não pode ser considerado
como uma fonte suficiente (ROGEZ, 2000).
As cinzas totais, que contêm os elementos minerais, apresentam uma
concentração média de 3,09% (Tabela 1). Segundo ROGEZ (2000) os teores de
cinzas totais variam de acordo com a variedade, origem da planta e a época de
colheita. O potássio é o mineral mais abundante do açaí (990 mg/100 g de matéria
seca). O cálcio é o segundo mineral mais abundante (133 a 309 mg/100 g de
matéria seca). Em média o teor de magnésio é de 178 mg/100 g de matéria seca.
Quanto ao fósforo, as quantidades médias desse mineral são de 147 mg/100 g de
Os teores em ferro aumentam significativamente no decorrer da safra.
Um litro de açaí médio contém em média 2,6 mg de ferro (Tabela 1). Essa
quantidade é bem inferior às recomendações diárias requeridas e o açaí não pode
ser considerado pelo consumidor como uma importante fonte de ferro. O Ferro no
açaí merece uma discussão à parte, em virtude da polêmica em torno da definição
dele ser ou não, considerado uma fonte deste elemento. Na tabela de Composição
Química dos Alimentos apresentada por especialista da área de nutrição, Guilherme
Franco (FRANCO, 1999) o açaí consta com a composição de 11,8 mg/100 g, valor
relativamente alto quando comparado a outros alimentos constantes na mesma
tabela, e considerados fontes de ferro.
O teor em cobre é muito elevado para uma fruta (1,38 mg/100 g de
matéria seca) e o açaí pode, por isso, ser considerado como uma excelente fonte
desse oligo-elemento. Com efeito, o consumo cotidiano é de 1,1 mg para um adulto
(CNNB,1996) e a ingestão de um litro de açaí médio fornece o dobro disso. O teor
em manganês (32,3 mg/100 g de matéria seca) é excessivo em relação à
quantidade diária requerida (10 vezes mais) não sendo um teor considerado tóxico e
o teor de zinco (1,73 mg/100 g de matéria seca) é considerado baixo.
As antocianinas são pigmentos que apresentam uma grande variedade de
cores (vermelho, laranja, azul), fazem parte da família dos flavonóides e vem
despertando um interesse particular no setor agroalimentar no que se refere às
fontes de corantes naturais, além de suas propriedades nutricionais e funcionais
(FERNANDES, 2007).
Em relação a outras frutas o açaí é uma excelente fonte de antocianinas
As antocianinas são corantes facilmente degradáveis por vários fatores
externos como luz, temperaturas elevadas, oxigênio e outros (COISSON et al.,
2005).
O açaí tem mostrado ser uma excelente fonte de antocianinas (755 a
1800 mg/kg de fruto) e compostos fenólicos. Cianidina 3-O-glicosídeo e vários
ácidos hidroxi benzóico e hidróxido cinâmico foram detectados em suco de açaí
(COISSON et al., 2005). O teor médio de antocianinas é de 440 mg/kg de frutos
(Tabela 1).
Os compostos fenólicos exibem um grande número de propriedades
fisiológicas, sendo antioxidantes, alergênicos, aterogênicos,
anti-inflamatórios, anti-microbianos, anti-trombolíticos, cardioprotetores e tem efeito vaso
dilatador (BALASUNDRAM et al., 2005). Segundo Malacrida e Motta (2005) as
principais bioatividades das antocianinas são o poder antioxidante, anti-radical e
anti-proliferativa.
Coisson et al. (2005) trabalhando com extrato de antocianinas de E.
oleracea em produtos lácteos, indicou seu uso potencial como pigmento natural
funcional para colorir alimentos e aumentar as características de “flavor”.
As propriedades antioxidante e anti-radical e a caracterização química de
seus compostos fenólicos têm sido recentemente estudados, bem como seu
potencial como ingrediente funcional de alimentos e pigmento natural (COISSON et
2.2 A bebida açaí
Os frutos não são comprados pelos consumidores. O produto de consumo
é a bebida açaí que é obtida por atrito dos frutos e adição de água durante o
processamento, sendo o pericarpo separado do caroço com uma parte do
tegumento pelo auxílio de pequenas despolpadeiras artesanais descontínuas
dedicadas a essa tarefa. O acondicionamento dessa bebida se faz em pequenos
sacos plásticos (ROGEZ, 2000).
A bebida é potencialmente atrativa para o mercado de frutos tropicais
exóticos se apresentando de coloração vermelho-violácea, devido a alta
concentração de antocianinas, além de relevante conteúdo de compostos fenólicos,
lipídios (conferindo um valor energético de cerca de 262 kcal/100 g), proteínas,
fibras, potássio, cálcio, fósforo, sódio, magnésio e vitaminas E e B1 (BOBBIO et al.,
2000).
Há cerca de alguns anos, sucos, vitaminas e sorvetes de açaí entraram
no cardápio dos brasileiros. Em outras regiões do Brasil é consumido como bebida
energética, geralmente misturado com xarope de guaraná e outras frutas tropicais. O
açaí também é utilizado na formulação de sorvetes, geléias, iogurtes, licores, doces,
bolos, pudins e bombons de chocolate com recheio de polpa da fruta. A bebida é
também bastante consumida por atletas devido as suas propriedades nutricionais e
valor calórico incontestáveis (ALIMENTOS PROCESSADOS, 2000).
A etapa de amolecimento dos frutos, podendo ser facultativa, segundo os
fabricantes, consiste em deixar os frutos em água morna a fim de amolecer o
flutua entre zero minuto quando os frutos despelam naturalmente e 12 h. Em termos
médios a duração é de 10 a 60 min. A temperatura da água de amolecimento varia
de 25 a 60 °C.
Depois do amolecimento existem três formas de preparar o açaí:
despolpamento manual, despolpamento com uma máquina manual e
despolpamento com uma máquina a motor elétrico. Uma batelada de 5 kg de frutos
tem um rendimento variável de açaí: 4-7 L de açaí fino, 3-5 L de açaí médio e 1,5-2,5
L de açaí grosso. Em termos absolutos, o tempo de batida é um fator que age de
forma altamente significativa sobre a massa de açaí recolhida (perda de 18 g/min de
batida), sobre o teor em matéria seca (ganho de 1,03%/ min de batida) e sobre a
matéria seca total coletada (ganho total de 2,37 g/ min de batida) (ROGEZ, 2000).
Os Padrões de Identidade e Qualidade para a polpa de açaí no Brasil,
estabelecidos pela Instrução Normativa nº 1 de 7 de janeiro de 2000 (DOU de 10 de
janeiro de 2000, Seção 1, p. 54), define polpa de açaí e o açaí como produtos
extraídos da parte comestível do fruto do açaizeiro (Euterpe oleracea Mart.) após
amolecimento através de processos tecnológicos adequados (BRASIL, 2000).
Segundo essa Instrução Normativa de acordo com a adição ou não de
água e seus quantitativos, o produto será classificado em:
- Polpa de açaí é a polpa extraída do açaí, sem adição de água, por meios
mecânicos e sem filtração, podendo ser submetido a processo físico de
- Açaí grosso ou especial (Tipo A) é a polpa extraída com adição de água e
filtração, apresentando acima de 14% de sólidos totais e uma aparência muito
densa;
- Açaí médio ou regular (Tipo B) é a polpa extraída com adição de água e filtração,
apresentando acima de 11 a 14% de sólidos totais e uma aparência densa;
- Açaí fino ou popular (Tipo C) é a polpa extraída com adição de água e filtração,
apresentando de 8 a 11% de sólidos totais e uma aparência pouco densa.
A polpa de açaí e o açaí deverão ter composições de acordo com as
características do fruto que lhes deu origem, não devendo apresentar alterações,
mistura com outros frutos de espécies diferentes e estarem de acordo com as Boas
Práticas de Fabricação (BPF’s), bem como obedecer às seguintes características
físico-químicas e químicas mínimas: 40º Brix em sólidos totais (20 °C), 5,0 g/100 mg
de proteína, 20 g/100 mg de lipídios totais e 51 g/ mg de carboidratos totais. No caso
do açaí pasteurizado e mantido à temperatura ambiente, será permitida a adição de
ácido cítrico, de acordo com as BPF’s (BRASIL, 2000).
2.3 Suco tropical de açaí
Seguindo os passos da indústria de alimentos mundial, a indústria
processadora de sucos no Brasil está passando por um processo de concentração
produtiva e de propriedade com crescente inserção internacional, até como
exportadora de capital. Nesse sentido, há uma mudança na visão de agroindústria
processadora de sucos identificada especificamente com algumas regiões
produtoras, principalmente São Paulo. Os desafios competitivos são enormes e vão
além do rompimento das barreiras protecionistas impostas por alguns competidores,
O açaí, pelo seu inegável potencial como fonte natural de fitoquímicos
antioxidantes e sua grande capacidade de aproveitamento industrial, tem atraído o
interesse do setor industrial e passou a ter importância econômica em várias regiões
do Brasil, além da região Amazônica. A maior parte da produção de açaí encontra-se
vinculada ao setor de pequenas indústrias, pois não se acredita no potencial de
comercialização da fruta fresca, devido sua alta perecibilidade (ROGEZ, 2000).
O suco extraído a partir da polpa do fruto de açaí não resiste à
conservação, apresenta um tempo de conservação máximo de 24 horas mesmo sob
refrigeração. O açaí sofre vários fenômenos de oxidação como mudança de cor e de
sabor que podem ser atribuídas principalmente à enzimas oxidativas presentes no
fruto, ou produzidas pelos microorganismos contaminantes (QUEIROZ et al., 1998).
Segundo Vaillant et al. (2005) em torno de 20% da produção de frutos
tropicais frescos é prejudicada pelas exigências do mercado internacional com
relação à questão da qualidade. Todavia tais frutos rejeitados apresentam
excelentes características internas e poderiam ser utilizados para a indústria de
processamento de frutos pelos seus agradáveis aromas e riqueza em antioxidantes.
De acordo com Kashyap et al. (2001) o suco integral dos frutos tropicais
em geral é muito viscoso sendo os sólidos em suspensão muito difíceis de se
remover do corpo do suco. A presença das substâncias pécticas que são suspensas
como partículas insolúveis no suco é responsável por uma série de problemas
durante o processamento de sucos de frutas tropicais, pois quando a fruta é
macerada, a pectina e outros polissacarídeos insolúveis como celulose e
hemicelulose, são dispersos em solução, promovendo um aumento de viscosidade
redução da velocidade do processo de filtração, além disso, torna a concentração de
sucos extremamente difícil, até impossível, devido a inconveniência de sua presença
dificultando a retirada do suco celular.
A aceitação de sucos tropicais no mercado internacional requer melhoria
nas técnicas de processamento, como inclusão da etapa de clarificação, pois uma
vez límpido esse suco poderá ser matéria-prima de alta qualidade para processos de
concentração e fabricação de novos produtos derivados de fruto (CHATTERJEE et
al., 2004).
A tecnologia de clarificação do suco tropical de açaí através da remoção
de lipídios e sólidos insolúveis é um dos métodos de otimização das propriedades
sensoriais e de aceitabilidade mercadológica (PACHECO-PALENCIA et al., 2006).
2.4 Aplicação industrial de pectinases no processo de clarificação de suco de
fruta
As pectinases são de importância significativa na era biotecnológica atual
com sua aplicação geral na indústria de processamento de frutas (JAYANI et al.,
2005).
De acordo com Lang e Dornenburg (2000) as numerosas aplicações das
pectinases na tecnologia moderna dos sucos de frutas podem ser resumidas em
dois problemas básicos: a dissolução da protopectina e a degradação da pectina
dissolvida.
As pectinases são utilizadas para aumento do rendimento de suco de
de “haze” e turbidez. Pectinases são também utilizadas durante a extração de óleo e
produção de café e chá quando são empregadas para remoção de mucilagem do
café e acelerar a fermentação do chá (KASHYAP et al., 2001).
“Substâncias pécticas” ou “pectina” é o nome genérico usado para os
compostos que sofrem ação das enzimas pectolíticas. Elas são de alto peso
molecular, carregadas negativamente, acídicas, sendo macromoléculas glicosídicas
complexas (polissacarídeos) que estão presentes no reino vegetal, sendo os
principais componentes da lamela média estando na forma de pectato de cálcio e
magnésio (JAYANI et al., 2005).
Até recentemente era aceito que os domínios de ramnogalacturonana e
homogalacturonana constituíam o “esqueleto” dos polímeros pécticos. Entretanto,
uma estrutura alternativa tem sido recentemente proposta em que o ácido
galacturônico é uma longa cadeia lateral de ramnogalacturonana (VINCKEN et al.,
2003). Willats et al. (2006) propõem uma nova estrutura molecular para as
substâncias pécticas. A nova proposta estipula que a pectina tem que ser constituída
de no mínimo 65% de ácido galacturônico (GaIA). Três principais polissacarídeos
são reconhecidos, todos contendo ácido galacturônico em menor ou maior extensão.
Homogalacturonana (HG) é um polímero linear consistindo de α-D-ácido
galacturônico, enquanto ramnogalacturonana I (RGI) consiste de disssacarídeos
repetidos [→4-α-D-GalA-(1→2)- α-L-Rha-1→] em que uma variedade de diferentes
cadeias glicanas (principalmente arabinanas e galactanas) são ligadas aos resíduos
de ramnoses. Os mesmos autores ainda acrescentam que as pectinas podem ser
extremamente heterogêneas entre os vegetais, entre tecidos e até dentro de uma
De acordo com Kashyap et al. (2001) as enzimas pectolíticas podem ser
divididas em três classes: protopectinases que degradam a protopectina insolúvel e
produzem aumento da pectina solúvel altamente polimerizada, as esterases que
catalisam a desesterificação da pectina por remoção dos ésteres metoxílicos e as
despolimerases que catalisam a clivagem hidrolítica das ligações glicosídicas α-(1→
4) das unidades de ácidos D-galacturônico das substãncias pécticas.
Segundo Jayani et al. (2005) as despolimerases atuam nas substâncias
pécticas por dois diferentes mecanismos, hidrólise, em que elas catalisam a
clivagem hidrolítica com a introdução de água através de pontes de oxigênio e
quebra por trans-eliminação. As despolimerases podem ser subdivididas em quatro
diferentes categorias, dependendo da preferência da enzima pelo substrato e do
mecanismo de clivagem das ligações glicosídicas. Poligalacturonases (PGases),
poligalacturonases liases (PGase liase), polimetilgalacturonases e
polimetilgalacturonases liases. As PGases são classificadas em endo-PGases
(E.C.3.2.1.15) e as exo-PGases (E.C. 3.2.1.67). As endo-PGases são altamente
distribuídas entre os fungos, bactérias e leveduras. Elas são também encontradas
em vegetais superiores e nematodios parasitas de vegetais. Tem sido reportados em
muitos microrganismos, incluindo Rhizoctonia solani Kuhn (MARCUS et al, 1986),
Fusarium moniliforme (DE LORENZO et al., 1987), Neurospora crassa (POLIZELI et
al., 1991), Rhizopus stolonifer (MANACHINI et al., 1987), Aspergillus sp. (NAGAI et
al., 2000), Thermomyces lanuginosus (KUMAR e PALANIVELO, 1999),
Peacilomyces clavisporus (SOUZA et al., 2003). As poligalacturonases têm também
sido clonadas e geneticamente estudadas em um largo número de microrganismos
As exo-PGases ocorrem menos frequentemente, tendo sido reportadas
em Erwinia carotovora (PALOMAKI e SAARILAHTI, 1997), Agrobacterium
tumefaciens (RODRIGUES-PALENZUELA et al., 1991), Bacteroides thetaiotamicron
(TIERNY et al., 1994), E. chrysanthemi (KOBOYASHI et al., 2001), Alternaria mali
(NOZAKI et al., 1997), Fusarium oxysporum. (MACEIRA et al., 1997), Ralstonia
solanacearum (HUANG e ALLEN, 1997), Bacillus sp. (KOBOYASHI et al., 2001).
Podem ser de dois tipos diferentes, exo-PGases fúngicas , que produzem ácidos
monogalacturônicos como principal produto e as de origem bacteriana, que são as
exo-PGases bacterianas, que produzem ácidos di-galacturônicos como produto final
(SAKAI et al., 1993), podendo também serem encontradas nos vegetais (PRESSEY
e AVANTS, 1973; ALONSO et al., 2003).
Segundo Barros (2002), o tratamento enzimático aumenta o tamanho das
partículas de sólidos suspensos, devido à redução da repulsão eletrostática entre as
nuvens de partículas, fazendo-as se agruparem.
Nos sucos de frutas, a dissolução da protopectina vem acompanhada da
desestabilização da turbidez permitindo uma clarificação mais rápida com um
mínimo de clarificante e de filtração. A degradação da pectina dissolvida no suco de
fruta produz uma redução da viscosidade ocasionada pela pectina, alcançando um
rápido fluxo de suco da polpa no extrator e na prensa, elevação da velocidade de
sedimentação das partículas floculadas, filtração rápida com um mínimo de
coadjuvante, prevenção da geleificação dos concentrados e dos semi-concentrados,
viscosidade reduzida do concentrado final, estabilidade dos concentrados e dos
2.5 Agentes clarificantes na indústria de processamento de suco de fruta
Conforme Heatherbell (1984), os sucos de fruta são sistemas coloidais
complexos de moléculas em soluções “verdadeiras” assim como em “suspensão
particuladas”. O autor ainda acrescenta que agregados moleculares e resíduos
celulares podem alcançar um tamanho de aproximadamente 0,001 µ (0,1 mµ) a
1000 µ (1,0 mm) de diâmetro. Tais partículas permanecem sólidas em suspensão
através de cargas de repulsão e por polissacarídeos coloidais estabilizantes tais
como pectina, amido e gomas. Partículas maiores de aproximadamente 100-500µ
podem se sedimentar rapidamente enquanto as menores podem ser removidas por
centrifugação ou filtração. Convém ressaltar que é difícil ou até impossível remover
material disperso “coloidal” de tamanho variando de 0,001-0,1 µ por tais processos,
contudo, a aplicação de agentes “fining” em conjunção com um tratamento
enzimático é essencial para mover esse diminuto material coloidal.
Devido às propriedades geleificantes, as pectinas são responsáveis pela
turbidez e alta viscosidade dos sucos de fruta (WILLATS et al., 2006). As pectinas
dificultam o processo de clarificação devido a sua estrutura fibrosa, bem como o
amido também é responsável por muitas dificuldades durante a clarificação de suco
de fruta causando o aparecimento de “haze” secundário (GOMES et al., 2005).
De acordo com Vaillant et al. (2005) o objetivo principal do processo de
clarificação é eliminar os sólidos insolúveis e destruir as substâncias pécticas, pela
degradação da pectina e amido com enzimas específicas e agentes clarificantes ou
Segundo o mesmo autor, os processos empregados na clarificação dos
sucos de fruta são dos tipos físicos como precipitação através de ultracentrifugação,
bioquímicos através da ação de uma mistura de enzimas pectinolíticas e químicos
com o uso de agentes “fining” tais como gelatina, sílica sol, betonita,
polivinilpirrolidona (PVPP) e outros. Vale destacar um método ultramoderno de
clarificação de sucos termosensíveis, a microfiltração através de fluxo cruzado
(“crossflow microfiltration”). Esse processo trabalha a frio, sendo uma excelente
alternativa para a substituição do tratamento térmico resultando em sucos
clarificados de boa estabilidade microbiológica além de preservar a maior parte do
aroma original do fruto através de uma tecnologia de membrana que garante um
bom tratamento.
2.5.1 O uso da quitosana na indústria de alimentos
A quitosana é um abundante polissacarídeo natural que é composto de
resíduos de unidades lineares de (1→ 4) N-acetil glucosamina e glucosamina. Várias
propriedades da quitosana tais como não-toxidez, biocompatibildade e de
biodegradação tem sido reportados (KOFUJI et al., 2005).
Abaixo está representada a estrutura química da quitosana de acordo
com Tharanathan (2003):
A quitosana é um composto obtido através da desacetilação parcial da
quitina (copolímero de β- (1→4)-D-glucosamina e β- (1→4)-N-acetil-D-glucosamina),
um polissacarídeo inerte e insolúvel, extraído do exoesqueleto dos crustáceos
(caranguejo, camarão, lagosta e siri), sendo também encontrada em insetos,
moluscos, e na parede celular de fungos (ROSA, 2006). A Tabela 2 apresenta as
principais fontes naturais de quitina e quitosana.
TABELA 2 - Principais fontes naturais de quitina e quitosana
Animais Marinhos Insetos Microrganismos
Anelídeos Escorpiões Algas verdes
Moluscos Aranhas Leveduras
Celenterados Formigas Fungos
Lagosta Besouros Esporos
Camarão Algas marrons
Caranguejo
Krill
Fonte: CRAVEIRO et al., (2004)
A Tabela 3 apresenta as principais características físico-químicas da
TABELA 3 - Características físico-químicas gerais da quitosana
PARÂMETRO VALORES
Peso molecular (Da) (1) 1,5x105
Grau de polimerização (1) 600 – 800
Composição idealizada C6H11O4N
Umidade (%) 2 – 10
Grau de desacetilação (%) 60 – 80
Conteúdo de nitrogênio (%) 7 – 8,4
Viscosidade (Cps) 250 – 2500 (1% em sol. ácido acético)
Degradação térmica (2) acima de 280° C
(1) Peso molecular e grau de polimerização são variáveis e dependem da fonte utilizada. Os
produtos comerciais apresentam baixos peso molecular e grau de polimerização devido à
degradação inevitável que ocorre durante o processo de extração.
(2) LI
et al. (1997).
Fonte: MATHUR NARANG (1990)
O grau de desacetilação (GD) e a massa molecular são importantes
características que podem influenciar o desempenho da quitosana em muitas de
suas aplicações (DONADEL, 2004).
A quitina e quitosana são biologicamente sintetizadas em um total de
aproximadamente um bilhão de toneladas anualmente, sendo biodegradadas sem
acúmulo excessivo na natureza, através do “ciclo da quitina”. As enzimas hidrolíticas
envolvidas nessse processo (lisoenzima, quitinase, quitina desacetilase e
quitosanase) estão largamente distribuídas nos tecidos e fluidos corporais dos
animais e plantas, e também no solo. A estimativa mundial para a produção
industrial da quitina a partir de carapaças de crustáceos é de 50.000t/ano. A
carapaças de crustáceos. No Brasil, somente na região Nordeste se produziu cerca
de 130.000t de quitina de camarão em 2004 (CRAVEIRO et al., 2004).
A quitosana é um excelente ligante (quelante) e essa importante
propriedade pode ser aplicada nas áreas farmacêutica, de saúde, de purificação de
água e sucos de frutas (DONADEL, 2004). Sendo de natureza policatiônica tem sido
utilizada como efetivo agente clarificante, auxiliando na separação de partículas
suspensas de bebidas (CHATTERJEE et al., 2004).
A solubilidade da quitosana está relacionada com a quantidade de grupos
amino protonados (-NH3+) na cadeia polimérica. Quanto maior a quantidade destes
grupos, maior a repulsão eletrostática entre as cadeias e também maior a solvatação
em água. O grau de protonação pode ser determinado pela variação da
concentração de quitosana. A quitosana é insolúvel em água, mas dissolve-se em
soluções aquosas de ácidos orgânicos, como acético, fórmico, cítrico, além de
ácidos inorgânicos, como ácido clorídrico diluído resultando em soluções viscosas
(SANTOS et al., 2003).
A ANVISA (Agência Nacional de Vigilância Sanitária) estabeleceu no ano
de 1997 um regulamento técnico de procedimentos para registros de alimentos e/ou
novos ingredientes, sendo estes definidos como alimentos ou substâncias sem
histórico de consumo no país, ou alimentos com substâncias já consumidas, e que,
entretanto, venham a ser adicionados ou utilizadas em níveis muito superiores aos
atualmente observados nos alimentos utilizados na dieta regular. Inclui-se nessa
Como a quitosana constitui-se de fibras não digeríveis, não apresenta,
portanto, valor calórico, independentemente da quantidade ingerida, o que é mais
um atrativo para a indústria alimentar (ROSA, 2006).
Do ponto de vista fisiológico, a função primária da quitosana é a redução
da absorção de lipídio intestinal, sendo conhecida por possuir propriedades de
redução de colesterol, favorecendo a perda de peso pela redução da absorção
lipídica (BORDERÍAS et al., 2005).
Uma série de estudos tem sido publicada caracterizando o uso da
quitosana como cobertura de alimentos ou revestimentos protetores em frutas e
legumes processados devido a sua capacidade em formar filmes em soluções
ácidas diluídas e das suas propriedades bioquímicas, principalmente por suas
características antifúngicas pela indução da produção de quitinase (RIBEIRO et al.,
2007). Chien et al. (2007) utilizaram filmes de quitosana de baixo peso molecular
como película protetora de pitangas minimamente processadas.
Estudo realizado na Embrapa Instrumentação Agropecuária de São
Carlos, no Brasil, confirmou a aplicação da quitosana em frutos, agindo como
antifúngico; sendo essa uma alternativa válida e de baixo custo (ASSIS e PESSOA,
2004).
Devido à solubilidade da quitosana em ácidos orgânicos esse polímero
pode ser utilizado como um agente auxiliar para o processo de clarificação de suco
de fruta. Chatterjee et al. (2004) utilizaram quitosana solúvel em água para
